Сравниваем теплоносители. Воздух? Вода? А может быть, антифриз? Давайте разбираться!
Обычно в частном доме используют схему отопления с одним источником тепла. Он может располагаться на кухне или в специально выделенном помещении — теплогенераторной. Для перемещения тепла от источника в отапливаемые помещения нужен теплоноситель. Как правило, используют воздух или воду. Физические и химические свойства у них разные, и это существенно влияет на преимущества и недостатки каждого вида теплоносителя.
Газ или жидкость?
Основные характеристики микроклимата помещения — температура, влажность и скорость движения воздуха. Человек контактирует с ним непосредственно, что влияет на восприятие комфорта. Казалось бы, выбор очевиден: нужно нагревать воздух, подавать его в помещения, и будет тепло. Но есть физический параметр, который все усложняет, —теплоемкость. Это количество тепла, которое может уместиться в единице массы (или объема) вещества.
Теплоемкость воздуха низкая, значительно меньше, чем у воды. При температуре 25 ˚С объемная теплоемкость воздуха в 3,5 тысячи раз меньше аналогичного показателя воды. Иначе говоря: один литр воды вмещает столько же тепла, сколько три с половиной кубических метра воздуха. Поэтому воздуховоды имеют серьезные габариты, они занимают много места. Их надо каким-то образом размещать в здании. Нагретый воздух поступает снизу, через решетки в полу. Сверху — система для приема воздуха и возврата его к теплогенератору. То есть и снизу, и сверху в каждом помещении нужно пространство для размещения воздуховодов. Высота комнат требуется приличная, что необходимо учитывать при проектировании дома.
Именно поэтому при всех плюсах воздушного отопления, чаще его используют в регионах с мягким климатом. Его можно совмещать с системами вентиляции и кондиционирования. Но для большинства территорий России, где случаются суровые зимы, воздушное отопление не лучшее решение.
В существующем здании воздушное отопление разместить бывает сложно. Но если вы поклонник стиля лофт, то открытые воздуховоды рядом кирпичной кладкой смотрятся неплохо.
Но в сильные морозы воздушное отопление может не справиться. Или нужно предусмотреть теплогенератор и воздуховоды с большим запасом, что выйдет дорого.
Вода
В настоящее время в России большинство жилых помещений обогревается водяным отоплением. Вместе с тем, оно имеет относительно недавнюю историю. Только в 1844 г. впервые в Российской империи нагретая вода была применена для централизованного отопления в здании Петербургской академии художеств.
Вода применяется в качестве теплоносителя по следующим причинам:
🔹 низкая стоимость;
🔹 высокая теплоемкость;
🔹 экологичность.
Вода — самое распространенное неорганическое соединение в природе, этим объясняется ее дешевизна. Кроме того, она основа всех жизненных процессов. Ее использование в процессах производства и перемещения тепла не наносит ущерб окружающей среде. Высокая теплоемкость позволяет переносить большое количество теплоты при небольших объемах.
Зачем готовят воду?
Но и с водой не все так просто, как кажется на первый взгляд. Идеальный теплоноситель должен быть химически инертен, не вызывать коррозию и не содержать растворенных компонентов. И вода в этом смысле не идеал. Она содержит растворенные газы, прежде всего кислород, который приводит к коррозии котла, труб и приборов отопления (радиаторов). Соли жесткости образуют накипь. Вместе с механическими примесями они откладываются на внутренних поверхностях. Даже тонкий слой резко снижает эффективность системы отопления.
Чтобы приблизиться к идеалу, воде требуется подготовка: очистка от механических примесей, умягчение (удаление солей жесткости) и деаэрации (удаления растворенных газов). На тепловых электростанциях, ТЭЦ, в котельных все это делают. Специальное подразделение так и именуются — цех водоподготовки.
Для систем отопления жилых домов водоподготовка не обязательна. Они обычно заполняются один раз в сезон, а то и реже. При отсутствии утечек необходим минимальный долив, связанный с испарением воды из расширительного бака открытого типа. Соли жесткости, примеси и газы после заполнения системы один раз совершают свое черное дело. После из воды ничего не выделяется. Хотя отдельные изготовители отопительного оборудования нормируют жесткость воды.
👉 Для проточных водонагревателей и двухконтурных котлов жесткая вода представляет серьезную проблему. О том, что с этим делать, расскажем в одном из следующих материалов.
Как не разморозить отопление?
А еще при отрицательных температурах вода превращается в лед. Главная проблема в том, что при этом она еще и расширяется в объеме. И рвет свои оковы, будь то стальные трубы или медные теплообменники.
«Размораживание» систем отопления происходит в частных домах без постоянного проживания. Дачники приезжают на выходные, а в жилище холодно. Но это не самое страшное. Система отопления разрушена, обычно нужна полная замена.
Решение есть. Вместо воды необходимо заливать незамерзающую жидкость. Но у нее тоже есть недостатки, обусловленные опять же ее физическими и химическими свойствами. Теплоемкость на 15-20% меньше, чем у воды. Соответственно, для отопления требуются радиаторы с большим числом секций. Повышенная вязкость может потребовать более производительного насоса. Высокая текучесть приводит к утечкам там, где вода никогда не просочится. А это падение давления в системе — и всё, котел блокируется, система отопления встает. Вроде ничего страшного, в ней же антифириз. Но в доме часто размораживается водопровод, в котором обычная вода.
Повышенный коэффициент расширения при нагреве может потребовать более объемного расширительного бака. Ну и вишенка на торте — антифризы на основе этиленгликоля токсичны.
Коротко о главном
1. Особенности использования теплоносителей зависят от их физических свойств.
2. Для климатических условий большинства регионов России предпочтительно водяное отопление. Вода в батареях — это экологично и экономично.
3. При использовании антифризов необходимо учитывать их особенности, такие как пониженная теплоемкость, повышенная вязкость и текучесть.
Читайте также:
👉 Подпишитесь на канал, чтобы не пропустить обновления.
